重铬酸钾对昆明小鼠肝肾毒性的影响

付 婧，刘燕群，2，熊 旭，刘 洁，何志文，鲁雄兵，陈晓青，陈朝霞

（1.江汉大学医学院，湖北武汉430056；2.江汉大学光电化学材料与器件省部共建教育部重点实验室，湖北武汉430056）

重铬酸钾对昆明小鼠肝肾毒性的影响

付 婧1，刘燕群1，2，熊 旭1，刘 洁1，何志文1，鲁雄兵1，陈晓青1，陈朝霞1

（1.江汉大学医学院，湖北武汉430056；2.江汉大学光电化学材料与器件省部共建教育部重点实验室，湖北武汉430056）

目的 应用组织学方法研究不同浓度六价铬对昆明小鼠肝肾毒性的影响，观察小鼠生理状态的改变及肝脏和肾脏的病理变化。方法 将体质量、毛色、生理状态相似的60只昆明小鼠分为六组（其中一组进行预实验，另五组进行正式实验），每组10只，雌雄各5只，分别用浓度为0.00、0.32、0.64、1.28、2.56 mg/kg的重铬酸钾溶液给予五组小鼠灌胃，每天 1次，连续灌胃染毒1个月后，解剖取其肝脏、肾脏，用苏木精-伊红染色法制成切片，观察其病理结构变化。结果 随着重铬酸钾浓度的增加和染毒时间的延长，小鼠的活动能力变弱、精神状态变差。解剖后，40倍显微镜下观察结果显示小鼠肝脏、肾脏病变明显，有出血现象，细胞异形性明显，部分细胞坏死。结论 重铬酸钾对昆明小鼠肝肾具有明显的毒性作用，其诱导小鼠的肝肾组织产生病变，且浓度越高作用越强。

毒物； 肝/损伤； 肾/损伤； 重铬酸钾； 小鼠

铬被广泛应用于人们的生活中，金属冶炼、皮革制造、化妆品生产、人工关节等多个行业均会应用到金属铬[1]。铬很容易被人体吸收，可以经过消化道、呼吸道、皮肤及黏膜等多种途径侵入人体，并在人体内蓄积，对人的肝、肺、肾等内脏器官和DNA造成损伤，引起溃疡、肺癌、皮肤病、黏膜发炎等多种疾病[2]，甚至危害人体的骨骼系统，影响儿童的骨骼发育[3]。有研究表明，六价铬对人体毒性作用强，摄入过量会引起相应并发症，肝脏和肾脏受损，大量摄入铬会造成致癌、致突变等不良影响[4]。

昆明小鼠繁殖能力强，存活能力高，抗病力强，适应性强，被广泛应用于药理、病理学研究。肝脏是人体主要的解毒器官，肾脏是人体主要的排泄器官[5-10]。本研究通过观察重铬酸钾对昆明小鼠肝肾的毒性影响，探讨六价铬对人体的毒性效应及六价铬引起的相关疾病的治疗，以期为医学和环境学家提供相关的重金属毒性资料，为重金属毒性的进一步研究奠定基础。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 实验动物 选取（25±1）d断乳清洁级昆明小鼠60只，雌雄各30只，购于湖北省实验动物研究中心（批号：42000600003918）。小鼠毛色纯白有光泽，体格健壮，体质量 25.00 g左右。于室温（24±1）℃下适应性培养5 d，自由取水，每只小鼠喂食5 g鼠粮。5 d后，称取其体质量，将60只昆明小鼠根据体质量差异随机分为六组，每组10只，雌、雄各5只，使每组小鼠的平均体质量为30.00 g左右。

1.1.2 仪器与试剂 PH100-3A41L-EP生物显微镜（江西凤凰光学集团有限公司）、JA2003B电子天平（上海越平科学仪器有限公司）、重铬酸钾（K2Cr2O7）、分析纯（上海亭新化工试剂厂，批号：20080901）等。

1.2 方法

1.2.1 急性毒性实验

1.2.1.1 预实验 在正式实验前，任选一组小鼠进行预实验，该组小鼠平均体质量28.58 g。六价铬对昆明小鼠的半数致死浓度为171.00 mg/kg[4]。故以2倍的半数致死量为上限，0为下限，设置10个浓度梯度。分别将19.55、9.77、4.88、2.44、1.22、0.61、0.30、0.15、0.07、0.00 mg/mL的重铬酸钾溶液给10只昆明小鼠灌胃，每次灌胃量为0.5mL，每6小时灌胃1次，连续灌胃4次。持续观察小鼠的生活状态，找出能使小鼠中毒又不致死的适宜浓度，选取4个浓度作为正式实验的灌胃浓度。因浓度最大的2只小鼠在第1次灌胃后半小时内即死亡，其余小鼠未死亡，而3号小鼠精神萎靡，毛色发黄，生活状态不佳，故以4号小鼠（2.44 mg/mL）为最大浓度。选取0.30、0.61、1.22、2.44 mg/mL 4个浓度，以及0.00 mg/mL对照组进行正式实验。

1.2.1.2 正式实验 将50只昆明小鼠分为五组，每组10只，雌雄各 5只，在室温下分笼饲养，自由饮水、进食。配制浓度为0.32、0.64、1.28、2.56 mg/mL的4瓶重铬酸钾母液，于4℃冰箱内避光储存备用。对照组用生理盐水灌胃。给五组小鼠每天灌胃1次，持续灌胃1个月。每天观察小鼠的生活状态、活跃情况、体表特征，记录小鼠体质量变化情况。最后1次灌胃后，自由饮水，禁食24 h后，处死全部小鼠，采集标本。

1.2.2 肝肾苏木精-伊红（HE）切片的制作 解剖所有小鼠，取其肝脏和肾脏组织块，称取质量后，投入预先配好的4%甲醛溶液中固定，保持细胞原本形态，使组织、细胞内的蛋白质变性凝固，以防止细胞死亡后自溶或细菌分解。乙醇脱水：由低浓度到高浓度的乙醇作脱水剂逐渐脱去组织块中的水分，再将组织块置于既溶于乙醇又溶于石蜡的二甲苯中，以置换出乙醇。石蜡包埋：将脱水透明好的组织块置于已溶化的石蜡中，放入石蜡箱中保温，使石蜡完全侵入组织块内，然后迅速夹取浸透石蜡的组织块放入已倒入溶化的石蜡小纸盒内，使其冷却凝固成块。切片：将包埋好的蜡块用切片机切成5～8 μm的薄片，贴于载玻片上，于45℃恒温箱内烘干。二甲苯脱蜡：用二甲苯脱去切片中的石蜡，再经由高浓度到低浓度的乙醇，最后加入蒸馏水。HE染色，先将切片置于HE溶液中染色几分钟，再置于酸水和氨水中分色各几秒，用流水冲洗1 h后加入蒸馏水片刻，置于70%、90%乙醇中脱水各10 min，最后用HE染液染色3min，树胶封片。染色后的切片经乙醇脱水，再经二甲苯透明，然后滴上树胶，盖上盖玻片封固，制成肝肾HE切片。待树胶干后，即可于显微镜下观察[5-6]。

2 结 果

2.1 一般观察情况 对照组小鼠生活状态良好，体格健壮，毛色纯白，活泼好动，反应迅速，食欲正常，体质量不断增加。重铬酸钾浓度最高组小鼠食欲减退，较为安静，体质量增长最为缓慢，增长率低于对照组，且有2只小鼠死亡。其余组小鼠体质量增长均较对照组慢，但无小鼠死亡。随染毒天数的增加，不同重铬酸钾浓度组小鼠精神萎靡，食欲下降，毛色由纯白有光泽变得偏黄、无光泽，且浓度越高变化越明显，小鼠生长越来越迟缓，体质量增加减慢。且解剖小鼠后观察到肝肾增大，肝脏颜色不鲜红且色泽不均，并伴暗色边缘，表现出毒性病理特征。部分小鼠肝脏、肾脏变黑，病变格外明显。

2.2 显微镜观察 HE切片结果显示，经过1个月的灌胃染毒后，昆明小鼠的肝脏、肾脏出现了一定程度的病变。肝细胞呈多面体形，细胞核大而圆，染色质丰富,中央静脉周围是大致呈放射状排列的肝索和肝血窦（图1A）。肝细胞点状坏死，有炎症细胞渗出（图1B）。中浓度组出现中央静脉偏移、畸形现象，出血现象明显，部分细胞坏死，细胞核碎裂溶解，肝细胞界限不清(图1C)。高浓度组细胞水肿，排列散乱，变异程度高，胞浆呈颗粒状，并含大量大小不等颗粒性脂滴（图1D）。肾小管上皮水肿，管腔变窄，肾髓质部分弥漫性水肿，血管周围红细胞渗出，并伴有炎性细胞的渗出，间质血管扩张、充血、出血。高剂量组大量细胞死亡，胞质疏松，肾小管上皮细胞溶解脱落（图2）。

图1 不同浓度K2Cr2O7处理1个月后小鼠肝脏的组织病理学改变情况（40×）

图2 不同浓度K2Cr2O7处理1个月后小鼠肾脏的组织病理学改变情况（40×）

3 讨 论

本研究结果显示，随染毒剂量的增加，小鼠的状态不佳，肝肾病变更加明显，表明六价铬对昆明小鼠有比较明显的致病效应，且存在剂量效应。小鼠的病变情况与性别无关，雌雄个体均有病变，且病变程度无明显差异。

从图1可见，重铬酸钾染毒组小鼠肝脏出现了炎症细胞、坏死细胞，提示重铬酸钾对昆明小鼠肝细胞病变存在较强诱导。从图2可见，小鼠肾脏的病变主要出现在肾小管处，肾小球部病变不明显。随六价铬浓度的升高，肾小管上皮水肿，管腔变窄，肾髓质部分弥漫性水肿，血管周围红细胞渗出，并伴炎症细胞的渗出，间质血管扩张充血、出血，与孙姣姣[11]研究结果一致。高浓度组大量细胞死亡，细胞质疏松，肾小管上皮细胞溶解脱落。说明六价铬有诱导肝肾细胞病变的作用。

本实验结果证实，重铬酸钾对昆明小鼠具有毒性效应，且对小鼠的肝肾毒性作用明显。说明重铬酸钾在昆明小鼠体内无法自身完全分解代谢，无法通过小鼠消化系统和泌尿系统完全排出体外。重铬酸钾的摄入和累积使昆明小鼠食欲缺乏、精神萎靡，并引起小鼠肝肾的病变。本实验结果为进一步研究六价铬对小鼠肝肾的毒性影响提供了形态学依据，为六价铬的毒性实验研究提供了理论依据，为进一步实验奠定基础。

[1]翁习生，邱贵兴.人工关节置换术后假体腐蚀现象[J].中华骨科杂志，2000，20（4）：249-251.

[2]吴继明，程胜高.探讨六价铬对人体健康的影响及防治措施[J].现代预防医学，2009，36（24）：4610-4611

[3]善本.“问题胶囊”的应对答案[J].健身科学，2012（6）：18-19.

[4]金立方，袁翊朦，胡祎瑞，等.六价铬的细胞毒理效应及其机制研究进展[J].中国细胞生物学学报，2013，35（3）：387-392.

[5]邹仲之，李继承.组织学与胚胎学[M].8版.北京：人民卫生出版社，2013：3-4.

[6]王巧.HE染色方法在临床病理诊断中的应用[J].临床合理用药杂志，2014，7（32）：118-119.

[7]张文彬，刘璠.重金属铬离子对胎鼠及仔鼠发育的影响[J].中华关节外科杂志，2011，5（5）：70-74.

[8]张修礼，秦一中，韩絮琳，等.环孢菌素A阻断刀豆蛋白A诱发昆明小鼠肝损害的研究[J].解放军医学杂志，2011，26（7）：507-508.

[9]郭慕依.组织病理学彩色图谱[M].上海：上海医科大学出版社，2001：83-90.

[10]马华智，盛和章，秦爱平，等.氯化铬和重铬酸钾毒性的比较研究[J].癌变·畸变·突变，2003，15（3）：171-173.

[11]孙姣姣.水中的重金属污染——铬[J].金田，2012（11）：366.

Toxic effect of potassium bichromate on liver and kidney in Kunming mice

Fu Qian1，Liu Yanqun1，2，Xiong Xu1，Liu Jie1，He Zhiwen1，Lu Xiongbin1，Chen Xiaoqing1，Chen Zhaoxia1
（1.College of Medicine，Jianghan University，Wuhan，Hubei 430056，China；2.Province-Ministry Co-Construct Key Laboratory of Optoelectronic Chemical Materials and Devices of Ministry of Education，Jianghan University，Wuhan，Hubei 430056，China）

Objective To study the toxic effect of different concentrations of hexavalent chromium on the liver and kidney of Kunming mice，and to observe the changes of physiologic status and the pathologic changes of their kidney and liver.Methods 60 Kunming mice with the similar body mass，hair color and physiologic status were randomly divided into 6 groups（conducting the pre-experiment in one group and formal experiment in other 5 groups），10 cases in each group，half male and half female.The potassium bichromate solution at concentration of 0.00，0.32，0.64，1.28，2.56 mg/kg was gavaged in 5 groups，once daily.After 30 d continuous gavage for contacting toxicity，the liver and kidney were taken and stained by hematoxylin and eosin（HE）for preparing the sections.Then the pathologic structure changes were observed.Results Along with the increase of potassium bichromate concentration and extending of contacting toxicity time，the mice′activity capability was decreased and their mental state came to be worse.After anatomy，the pathologic changes of the liver and kidney were obvious，such as bleeding phenomena，apparently heteromorphic cells and partially necrotic cells under the 40 fold microscope.Conclusion Potassium bichromate has obvious toxic effect on the liver and kidney of Kunming mice，which induces the liver and renal tissues to generate the lesion，moreover the higher the concentration，the stronger the toxic effect.

Poisons； Liver/injuries； Kidney/injuries； Potassium dichromate； Mice

10.3969/j.issn.1009-5519.2015.21.009

A

1009-5519（2015）21-3230-02

2015-07-07）

湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队项目（T201224）；江汉大学学生科研项目（2015）。

付婧（1995-），女，湖北武汉人，主要从事公共卫生方面的研究；E-mail：xxfujing@163.com。

刘燕群（E-mail：nanyan85@126.com）。